BRPI0418080B1 - Cabo metálico, utilização de um cabo, produto semi-acabado feito de material plástico e/ou de borracha, tecido compósito, e, pneumático - Google Patents

Description

“CABO METÁLICO, UTILIZAÇÃO DE UM CABO, PRODUTO SEMI- ACABADO FEITO DE MATERIAL PLÁSTICO E/OU DE BORRACHA, TECIDO COMPÓSITO, E, PNEUMÁTICO” A presente invenção se refere aos cabos metálicos de três camadas utilizáveis como elementos de reforço de artigos feitos de borracha e/ou de material plástico.

Ela é relativa notadamente ao reforço dos pneumáticos, mais especialmente ao reforço da armadura de carcaça de pneumáticos de veículos industriais tais como veículos pesados.

Os cabos de aço (“Steel cords”) para pneumáticos são em regra geral constituídos por fios feitos de aço perlítico (ou ferrito-perlítico) carbono, designado abaixo “aço- carbono”, cujo teor em carbono (% em peso de aço) está geralmente compreendido entre 0,1 % e 1,2 %, o diâmetro desses fios sendo na maior parte das vezes compreendido entre 0,10 e 0,40 mm (milímetro). Exige-se desses fios uma resistência à tração muito alta, em geral superior a 2000 MPa, de preferência superior a 2500 MPa, obtida graças ao endurecimento estrutural que intervém por ocasião da fase de estiramento dos fios. Esses fios são em seguida reunidos sob a forma de cabos ou cordões, o que necessita dos aços utilizados que eles tenham também uma ductilidade em torção suficiente para suportar as diversas operações de fabricação de um cabo.

Para o reforço notadamente das armaduras de carcaça de pneumáticos para veículos pesados, são utilizados na maior parte das vezes hoje cabos de aço ditos “de camadas” (“layered cords”) ou “multicamadas” constituídos por uma camada central e por uma ou várias camadas de fios praticamente concêntricas dispostas em tomo dessa camada central. Esses cabos de camadas, que privilegiam comprimentos de contato maiores entre os fios, são preferidos aos cabos mais antigos ditos “de cordões” (“strand cords”) em razão por um lado de uma maior compacidade, por outro lado de uma sensibilidade menor ao desgaste por fretting. Entre os cabos de camadas, são distinguidos notadamente, de maneira conhecida, os cabos de estrutura compacta e os cabos de camadas tubulares ou cilíndricas.

Os cabos de camadas mais difundidos nas carcaças de pneumáticos para veículos pesados são os cabos de fórmula L+M ou L+M+N, os últimos sendo geralmente destinados aos pneumáticos maiores. Esses cabos são formados de maneira conhecida por uma camada interna de L fio(s), circundada por uma camada de M fios ela própria circundada por uma camada externa de N fios, com em geral L variando de 1 a 4, M variando de 3 a 12, N variando de 8 a 20, o conjunto podendo ser eventualmente guarnecido por um fio de guamecimento externo enrolado em hélice em tomo da última camada.

Para desempenhar sua função de reforço das carcaças de pneumáticos, os cabos de camadas devem primeiramente apresentar uma boa flexibilidade e uma resistência elevada em flexão, o que implica notadamente que seus fios apresentem um diâmetro relativamente pequeno, de preferência inferior a 0,28 mm, mais preferencialmente inferior a 0,25 mm, menor geralmente que aquele dos fios utilizados nos cabos convencionais para as armaduras de topo dos pneumáticos.

Esses cabos de camadas são por outro lado submetidos a grandes tensões por ocasião da rodagem dos pneumáticos, notadamente a flexões ou variações de curvatura repetidas que induzem ao nível dos fios atritos, notadamente em conseqüência dos contatos entre camadas adjacentes, e, portanto, de desgaste, assim como fadiga; eles devem, portanto, apresentar uma alta resistência aos fenômenos ditos de “fatigue-fretting”. É importante finalmente que eles sejam impregnados o máximo possível pela borracha, que essa matéria penetre em todos os espaços entre os fios que constituem os cabos. De fato, se essa penetração é insuficiente, se formam então canais vazios, ao longo dos cabos, e os agentes corrosivos, por exemplo, a água, suscetíveis de penetrar nos pneumáticos, por exemplo, em consequência de cortes, caminham ao longo desses canais até a carcaça do pneumático. A presença dessa umidade desempenha um papel importante provocando assim corrosão e acelerando os processos de degradação acima (fenômenos ditos de “fadiga-corrosão”), em relação a uma utilização em atmosfera seca.

Todos esses fenômenos de fadiga que são agrupados geralmente sob o termo genérico de “fatigue-fretting-corrosion” estão na origem de uma degenerescência progressiva das propriedades mecânicas dos cabos e podem afetar, para as condições de rodagem mais severas, a duração de vida desses últimos. A fim de melhorar a resistência dos cabos de camadas nas carcaças de pneumáticos para veículos pesados, onde de maneira conhecida as solicitações em flexão repetidas podem ser especialmente severas, foi proposto já faz muito tempo modificar sua construção a fim de aumentar notadamente sua penetrabilidade pela borracha, e assim limitar os riscos devidos à corrosão e à fadiga-corrosão.

Foram por exemplo propostos cabos de camadas de construção 3+9+15 constituídos por uma camada interna de 3 fios circundada por uma camada intermediária de 9 fios e por uma camada externa de 15 fios, o diâmetro dos fios da camada central ou interna sendo ou não superior ao diâmetro dos fios das outras camadas. Esses cabos não são penetráveis até o núcleo por causa da presença de um canal ou capilar no centro dos três fios da camada interna, que permanece vazio depois de impregnação pela borracha, e, portanto, propicio à propagação de meios corrosivos tais como a água. A publicação RD (Research Disclosure) N° 34370 descreve cabos de estrutura 1+6+12, do tipo compactos ou de camadas tubulares concêntricas, constituídos por uma camada interna formada por um só fio, circundada por uma camada intermediária de 6 fios ela própria circundada por uma camada externa de 12 fios. A penetrabilidade pela borracha pode ser melhorada utilizando-se para isso diâmetros de fios diferentes de uma camada para a outra, e mesmo no interior de uma mesma camada. Cabos de construção 1+6+12 cuja penetrabilidade é melhorada graças a uma escolha apropriada dos diâmetros dos fios, notadamente à utilização de um fio central de maior diâmetro, foram também descritos, por exemplo, nos documentos EP-A-648 891 ou WO-A-98/41682.

Para melhorar ainda mais, em relação a esses cabos convencionais, a penetração da borracha no interior do cabo, foram propostos cabos multicamadas com uma camada central circundada por pelo menos duas camadas concêntricas, por exemplo, cabos de fórmula 1+6+N, notadamente 1+6+11, cuja camada externa é insaturada (incompleta) assegurando assim uma melhor penetrabilidade pela borracha (ver, por exemplo, os documentos de patente EP-A-719 889 e WO-A-98/41682). As construções propostas permitem a supressão do fio de guamecimento, graças a uma melhor penetração da borracha através da camada externa e o autoguamecimento que resulta disso; a experiência mostra, no entanto, que esses cabos não são penetrados até o núcleo pela borracha, em todo caso não ainda de maneira ótima.

Por outro lado, deve ser notado que uma melhora da penetrabilidade pela borracha não é suficiente para garantir um nível de desempenho suficiente. Quando eles são utilizados para o reforço de carcaças de pneumáticos, os cabos devem não somente resistir à corrosão, mas também satisfazer um grande número de critérios, às vezes contraditórios, em especial de tenacidade, resistência ao fretting, adesão elevada à borracha, uniformidade, flexibilidade, resistência em flexão ou tração repetida, estabilidade sob grande flexão, etc.

Assim, por todas as razões expostas precedentemente, e apesar das diferentes melhorias recentes, que puderam ser trazidas aqui ou lá sobre tal ou tal critério determinado, os melhores cabos utilizados hoje nas armaduras de carcaça de pneumáticos para veículos pesados permanecem limitados a um pequeno número de cabos de camadas de estrutura bastante convencional, do tipo compactos, ou de camadas cilíndricas, com uma camada externa saturada (completa); trata-se essencialmente dos cabos de construção 3+9+15 ou 1+6+12 tais como descritos precedentemente.

Ora, as Requerentes descobriram por ocasião de suas pesquisas um cabo de camadas novo que, de maneira inesperada, melhora ainda mais o desempenho global dos melhores cabos de camadas conhecidos para o reforço das carcaças de pneumáticos para veículos pesados. Esse cabo da invenção apresenta, graças a uma arquitetura específica, não somente uma excelente penetrabilidade pela borracha, que limita os problemas de corrosão, mas ainda propriedades de resistência em fatigue-fretting que são notavelmente melhoradas em relação aos cabos da técnica anterior. A longevidade dos pneumáticos para veículos pesados e aquela de suas armaduras de carcaça são assim bastante sensivelmente melhoradas.

Em conseqüência disso, um primeiro objeto da invenção é um cabo de três camadas de construção L+M+N utilizável como elemento de reforço de uma armadura de carcaça de pneumático, que compreende uma camada interna (Cl) de diâmetros di com L que vai de 1 a 4, circundada por pelo menos uma camada intermediária (C2) de M fios de diâmetro d2 enrolados juntos em hélice de acordo com um passo p2 com M que vai de 3 a 12, a dita camada intermediária C2 sendo circundada por uma camada externa C3 de N fios de diâmetro d3 enrolados juntos em hélice de acordo com um passo p3 com N que vai de 8 a 20, esse cabo sendo caracterizado pelo fato de que uma bainha constituída por uma composição de borracha reticulável ou reticulada à base de pelo menos um elastômero diênico recobre pelo menos a dita camada C2. A invenção também se refere à utilização de um cabo de acordo com a invenção para o reforço de artigos ou de produtos semi- acabados feitos de material plástico e/ou de borracha, por exemplo, lonas, tubos, correias, tiras transportadoras, pneumáticos, mais especialmente pneumáticos destinados a veículos industriais que utilizam habitualmente uma armadura de carcaça metálica. O cabo da invenção é mais especialmente destinado a ser utilizado como elemento de reforço de uma armadura de carcaça de pneumático destinado a veículos industriais escolhidos entre caminhonetes, “veículos pesados” - i.e., metrô, ônibus, equipamentos de transporte rodoviário (caminhões, tratores, reboques), veículos fora de estrada, equipamentos agrícolas ou de engenharia civil, aviões, outros veículos de transporte ou de manutenção.

No entanto, esse cabo da invenção podería também ser utilizado, de acordo com outros modos de realização especiais da invenção, para reforçar outras partes dos pneumáticos, notadamente cintas ou armaduras de topo de tais pneumáticos, em especial de pneumáticos industriais tais como veículo pesado ou engenharia civil. A invenção se refere por outro lado a esses artigos ou produtos semi-acabados feitos de material plástico e/ou de borracha, eles próprios, quando eles são reforçados por um cabo de acordo com a invenção, em especial os pneumáticos destinados aos veículos industriais citados acima, mais especialmente os pneumáticos para veículos pesados, assim como aos tecidos compósitos que compreendem uma matriz de composição de borracha reforçada por um cabo de acordo com a invenção, utilizáveis como lona de armadura de carcaça ou de topo de tais pneumáticos. A invenção assim como suas vantagens serão facilmente compreendidas à luz da descrição e dos exemplos de realização que se seguem, assim como das figuras 1 a 3 relativas a esses exemplos que reproduzem ou esquematizam, respectivamente: - um clichê feito no microscópio (aumento 40) de um corte transversal de um cabo de referência de construção 1+6+12 (Fig. 1); - um clichê feito no microscópio (aumento 40) de um corte transversal de um cabo de acordo com a invenção de construção 1 +6+12 (Fig. 2); - um corte radial de um envoltório de pneumático para veículos pesados com, armadura de carcaça radial, de acordo ou não com a invenção nessa representação geral (Fig. 3).

I. MEDIÇÕES E TESTES 1-1» Teste de permeabilidade ao ar O teste de permeabilidade ao ar constitui um meio simples de medição indireta da taxa de penetração do cabo por uma composição de borracha. Ele é realizado em cabos extraídos diretamente, por descascamento, das lonas de borracha vulcanizadas que eles reforçam, portanto penetrados pela borracha cozida. O teste é realizado em um comprimento de cabo determinado (por exemplo, 2 cm) da maneira seguinte: envia-se ar na entrada do cabo, sob uma pressão dada (por exemplo 1 bar), e mede-se o volume de ar na saída, com o auxílio de um medidor de vazão; durante a medição a amostra de cabo é bloqueada em uma junta estanque de tal maneira que somente a quantidade de ar que atravessa o cabo de uma extremidade até a outra, de acordo com seu eixo longitudinal, é levada em consideração pela medição. Quanto maior for a taxa de penetração do cabo pela borracha, menor é a vazão medida. 1-2. Testes de resistência em pneumático A resistência dos cabos em fatigue-fretting-corrosion é avaliada em lonas de carcaça de pneumáticos para veículos pesados por um teste de rodagem de muito longa duração.

Fabrica-se para isso pneumáticos para veículos pesados cuja armadura de carcaça é constituída por uma só lona emborrachada reforçada pelos cabos a testar. Montam-se esses pneumáticos em aros conhecidos adaptados e inflam-se os mesmos na mesma pressão (com uma sobrepressâo em relação à pressão nominal) com ar saturado em umidade. Faz-se em seguida esses pneumáticos rodarem em uma máquina de rodagem automática, sob uma carga bastante elevada (sobrecarga em relação à carga nominal) e na mesma velocidade, durante um número determinado de quilômetros. No final da rodagem* extraem-se os cabos da carcaça do pneumático* por descascamento, e mede-se a força de ruptura residual ao mesmo tempo nos fios e nos cabos assim fadigados.

Realiza-se por outro lado pneumáticos idênticos aos precedentes e descascam-se os mesmos do mesmo modo que precedentemente, mas desta vez sem submetê-los à rodagem. Mede-se assim, depois de descascamento, a força de ruptura inicial dos fios e cabos não fadigados.

Calcula-se fmalmcntc a degradação da força-ruptura depois de fadiga (anotada AFm e expressa em %), comparando-se para isso a força- ruptura residual com a força-ruptura inicial Essa degradação ΔΡηι é devida à fadiga e ao desgaste (diminuição de seção) dos fios causados pela ação conjunta das diversas solicitações mecânicas, em especial do intenso trabalho das forças de contato entre os fios, e da água que provém do ar ambiente, em outros termos, à fatigue-fretting-corrosion sofrida pelo cabo no interior do pneumático, por ocasião da rodagem. É possível também escolher conduzir o teste de rodagem até a destruição forçada do pneumático, em razão de uma ruptura da lona de carcaça ou de um outro tipo de avaria que sobrevêm mais eedo (por exemplo uma destruição do topo ou uma decapagem).

II. DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO 11-1. Cabo da invenção Os termos “fórmula” ou “estrutura”, quando eles são utilizados na presente descrição para descrever os cabos, se referem simplesmente à construção desses cabos.

Como indicado precedentemente, o cabo de três camadas de acordo com a invenção, de construção L+M+N, compreende uma camada interna Cl de diâmetro di, constituída de L fios, circundada por uma camada intermediária C2, de diâmetro d2, constituída de M fios, camada essa que é circundada por uma camada externa C3, de diâmetro d3, constituída de N fios.

De acordo com a invenção, uma bainha constituída por uma composição de borracha reticulável ou reticulada à base de pelo menos um elastômero diênico recobre pelo menos a dita camada C2. É preciso compreender que a camada Cl podería ela própria ser recoberta por essa bainha de borracha.

Pela expressão “composição à base de pelo menos um elastômero diênico”, entende-se de maneira conhecida que a composição compreende a título majoritário (i.e. de acordo com uma fração mássica superior a 50 %) esse ou esses elastômeros diênicos.

Será notado que a bainha de acordo com a invenção se estende de uma maneira contínua em tomo da dita camada C2 que ela recobre (quer dizer que essa bainha é contínua na direção “ortorradial” do cabo que é perpendicular a seu raio), de maneira a formar uma luva contínua de seção transversal que é vantajosamente praticamente circular.

Será também notado que a composição de borracha dessa bainha é reticulável ou reticulada, quer dizer que ela compreende por definição um sistema de reticulação adaptado para permitir a reticulação da composição por ocasião de seu cozimento (i.e., seu endurecimento e não sua fusão); assim, essa composição de borracha pode ser qualificada de infusível, devido ao fato de que ela não pode ser fundida por aquecimento a qualquer temperatura que seja.

Por elastômero ou borracha “diênico(a)”, entende-se de maneira conhecida um elastômero proveniente pelo menos em parte (i.e. um homopolímero ou um copolímero) de monômeros dienos (monômeros portadores de duas ligações duplas carbono-carbono, conjugadas ou não).

Os elastômeros diênicos podem ser classificados de maneira conhecida em duas categorias: aqueles ditos “essencialmente insaturados” e aqueles ditos “essencialmente saturados”. De maneira geral, entende-se aqui por elastômero diênico “essencialmente insaturado” um elastômero diênico proveniente pelo menos em parte de monômeros dienos conjugados, que têm uma taxa de motivos ou unidades de origem diênica (dienos conjugados) que é superior a 15 % (% em mols). É assim, por exemplo, que elastômeros diênicos tais como as borrachas butüicas ou os copolímeros de dienos e de alfa-olefinas tipo EPDM não entram na definição precedente e podem ser notadamente qualificados de elastômeros diênicos “essencialmente saturados” (taxa de motivos de origem diênica baixa ou muito baixa, sempre inferior a 15 %). Na categoria dos elastômeros diênicos “essencialmente insaturados”, entende-se em especial por elastômero diênico “fortemente insaturado” um elastômero diênico que tem uma taxa de motivos de origem diênica (dienos conjugados) que é superior a 50 %.

Essas definições estando dadas, entende-se mais especialmente por elastômero diênico suscetível de ser utilizado no cabo da invenção: (a) qualquer homopolímero obtido por polimerização de um monômero dieno conjugado que tem de 4 a 12 átomos de carbono; (b) qualquer copolímero obtido por copolimerização de um ou vários dienos conjugados entre si ou com um ou vários compostos vinila aromático que tem de 8 a 20 átomos de carbono; (c) um copolímero temário obtido por copolimerização de etileno, de uma α-olefina que tem 3 a 6 átomos de carbono com um monômero dieno não conjugado que tem de 6 a 12 átomos de carbono, como por exemplo, os elastômeros obtidos a partir de etileno, de propileno com um monômero dieno não conjugado do tipo precitado tal como notadamente o hexadieno-1,4, o etilideno norbomeno, o diciclopentadieno; (d) um copolímero de isobuteno e de isopreno (borracha butüica), assim como as versões halogenadas, em especial cloradas ou bromadas, desse tipo de copolímero.

Ainda que ela se aplique a qualquer tipo de elastômero diênico, a presente invenção é em primeiro lugar executada com elastômeros diênicos essencialmente insaturados, em especial do tipo (a) ou (b) acima.

Assim, o elastômero diênico é preferencialmente escolhido no grupo constituído pelos polibutadienos (BR), pela borracha natural (NR), pelos poliisoprenos de síntese (IR), pelos diferentes copolímeros de butadieno, pelos diferentes copolímeros de isopreno, e pelas misturas desses elastômeros. Tais copolímeros são mais preferencialmente escolhidos no grupo constituído pelos copolímeros butadieno-estireno (SBR), pelos copolímeros de isopreno-butadieno (BIR), pelos copolímeros de isopreno- estireno (SIR) e pelos copolímeros de isopreno-butadieno-estireno (SBIR).

Mais preferencialmente, em especial quando os cabos da invenção são destinados a reforçar pneumáticos, em especial armaduras de carcaça dos pneumáticos para veículos industriais tais como veículos pesados, o elastômero diênico escolhido é majoritariamente (quer dizer para mais de 50 pce (partes por cem partes de elastômero)) constituído por um elastômero isoprênico. Por “elastômero isoprênico”, entende-se de maneira conhecida um homopolímero ou um copolímero de isopreno, em outros termos um elastômero diênico escolhido no grupo constituído pela borracha natural (NR), pelos poliisoprenos de síntese (IR), pelos diferentes copolímeros de isopreno e pelas misturas desses elastômeros.

De acordo com um modo vantajoso da invenção, o elastômero diênico escolhido é exclusivamente (quer dizer para 100 pce) constituído de borracha natural, de poliisopreno de síntese ou de uma mistura desses elastômeros, o poliisopreno de síntese tendo uma taxa (% molar) de ligação eis-1,4 de preferência superior a 90 %, mais preferencialmente ainda superior a 98 %.

Também seria possível utilizar, de acordo com um modo de realização especial da invenção, cortes (misturas) dessa borracha natural e/ou desses poliisoprenos de síntese com outros elastômeros diênicos fortemente insaturados, notadamente com elastômeros SBR ou BR tais como precitados. A bainha de borracha do cabo da invenção pode conter um só ou vários elastômero(s) diênico(s), esse(s) ultimo(s) podendo ser utilizado(s) em associação com qualquer tipo de elastômero sintético que não seja diênico, e mesmo com polímeros diferentes dos elastômeros, por exemplo polímeros termoplásticos, esses polímeros diferentes dos elastômeros estando então presentes a título de polímero minoritário.

Ainda que a composição de borracha da dita bainha seja preferencialmente desprovida de qualquer plastômero e que ela só compreenda um elastômero (ou mistura de elastômeros) diênico(s) como base polimérica, a dita composição podería também compreender pelo menos um plastômero de acordo com uma fração mássica xp inferior à fração mássica xe do(s) elastômeros(s).

Em um tal caso, tem-se de preferência a relação seguinte: 0 < xp < 0,5 .xe.

Mais preferencialmente tem-se em um tal caso a relação: 0 <

Xp < 0,1.Xe.

De preferência, o sistema de reticulação da bainha de borracha é um sistema dito de vulcanização, quer dizer à base de enxofre (ou de um agente doador de enxofre) e de um acelerador primário de vulcanização. A esse sistema de vulcanização de base podem ser acrescentados diversos aceleradores secundários ou ativadores de vulcanização conhecidos. O enxofre é utilizado a uma taxa preferencial compreendida entre 0,5 e 10 pce, mais preferencial mente compreendida entre 1 e 8 pce, o acelerador primário de vulcanização, por exemplo uma sulfenamida, é utilizado a uma taxa preferencial compreendida entre 0,5 e 10 pce, mais preferencial mente compreendida entre 0,5 e 5,0 pce, A composição de borracha da bainha de acordo com a invenção compreende, além do dito sistema de reticulação, todos os ingredientes habituais utilizáveis nas composições de borracha para pneumáticos, tais como cargas reforçadoras à base de negro de fumo e/ou de uma carga inorgânica reforçadora tal como sílíca, agentes antienvelhecimento, por exemplo antioxídantes, óleos de extensão, plastificantes ou agentes que facilitam a utilização das composições no estado cru, aceitadores e doadores de metileno, resinas, bismaleímidas, sistemas promotores de adesão conhecidos do tipo “RFS” (resorcinol-formaldeído-síUca) ou sais metálicos, notadamente saís de cobalto.

De preferência, a composição da bainha de borracha apresenta, no estado reticulado, um módulo secante em extensão M10, medido de acordo com a norma ASTM D 412 de 1998, inferior a 220 MPa e mais preferencial mente inferior a 12 MPa, em especial entre 4 e 11 MPa. A título preferencial, a composição dessa bainha é escolhida idêntica à composição utilizada para a matriz de borracha que os cabos de acordo com a invenção estão destinados a reforçar. Assim, não há nenhum problema de incompatibilidade eventual entre os materiais respectivos da bainha e da matriz de borracha.

De preferência, a dita composição é à base de borracha natural c ela compreende negro de fumo a título de carga reforçadora, por exemplo, um negro de fumo de grau 300, 600 ou 700 (por exemplo, N326, N330, N347, N375, N683,N772).

No cabo de acordo com a invenção, tem-se de preferência pelo menos uma, mais preferencialmente ainda o conjunto das características seguintes que é verificado(a): - a camada C3 é uma camada saturada, quer dizer que não existe espaço suficiente nessa camada para acrescentar aí pelo menos um (N+l)ésimo fio de diâmetro d3, N representando então o número máximo de fios enroláveis em uma camada em tomo da camada C2; - a bainha de borracha recobre por outro lado a camada interna Cl e/ou separa os fios dois a dois adjacentes da camada intermediária C2; - a bainha de borracha recobre praticamente a meia circunferência radialmente interior de cada fio da camada C3, de tal modo que ela separa os fios dois a dois adjacentes dessa camada C3.

Na constmção L+M+N de acordo com a invenção, a camada intermediária C2 compreende de preferência seis ou sete fios, e o cabo de acordo com a invenção apresenta então as características preferenciais seguintes (di, d2, d3, p2 e p3 em mm): -(i) 0,10 <di< 0,28; -(ii) 0,10 <d2< 0,25; - (iii) 0,10 < d3 < 0,25; - (iv) M = 6 ou M = 7; - (v) 5 π (di + d2) < p2 < p3 < 5 π (dx + 2d2 + d3); - (vi) os fios das ditas camadas C2, C3 são enrolados no mesmo sentido de torção (S/S ou Z/Z).

De preferência, a característica (v) é tal que p2 = p3, de tal modo que o cabo é dito compacto considerando-se por outro lado a característica (vi) (fios das camadas C2 e C3 enrolados no mesmo sentido). É lembrado aqui que, de acordo com uma definição conhecida, o passo representa o comprimento, medido paralelamente ao eixo O do cabo, no fim do qual um fio que tem esse passo efetua uma volta completa em tomo do eixo O do cabo; assim, seleciona-se o eixo O por dois planos perpendiculares ao eixo O e separados por um comprimento igual ao passo de um fio de uma das duas camadas C2 ou C3, o eixo desse fio tem nesses dois planos a mesma posição nos dois círculos que correspondem à camada C2 ou C3 do fio considerado.

De acordo com a característica (vi), todos os fios das camadas C2 e C3 são enrolados no mesmo sentido de torção, quer dizer seja na direção S (disposição “S/S”), seja na direção Z (disposição “Z/Z”). O enrolamento no mesmo sentido das camadas C2 e C3 permite vantajosamente, no cabo de acordo com a invenção, minimizar os atritos entre essas duas camadas C2 e C3 e, portanto, o desgaste dos fios que as constituem (visto que não há mais contato cruzado entre os fios).

Será notado que apesar do caráter compacto (passo e sentido de torção idênticos para as camadas C2 e C3) do cabo preferencial da invenção, a camada C3 apresenta uma seção transversal praticamente circular graças à incorporação da dita bainha, como ilustrado pela Fig. 2. É possível de fato facilmente verificar nessa Fig. 2 que o coeficiente de variação CV, definido pela relação (desvio padrão / média aritmética) dos raios respectivos dos N fios da camada C3, medidos a partir do eixo longitudinal de simetria do cabo, é bastante reduzido.

Ora, nos canos de camadas compactos, por exemplo, de construção 1+6+12, a compacidade é tal que a seção transversal de tais cabos tem um contorno que é praticamente poligonal, como ilustrado, por exemplo, pela Fig. 1 onde o coeficiente de variação CV precitado é sensivelmente mais elevado.

De preferência, o cabo da invenção é um cabo de camadas de construção anotada 1+M+N, quer dizer que sua camada interna Cl é constituída por um só fio, tal como representado na Fig. 2.

No cabo da invenção, as relações (dl/d2) são de preferência fixadas dentro de limites dados, de acordo com o numero M (6 ou 7) de fios da camada C2, como se segue: para Μ = 6: 1,10 < (dl/d2) < 1,40; para Μ = 7: 1,40 < (dl/d2) < 1,70.

Um valor muito baixo da relação pode ser muito prejudicial ao desgaste entre a camada interna e os fios da camada C2. Um valor muito alto pode no que lhe diz respeito prejudicar a compacidade do cabo, para um nível de resistência em definitivo pouco modificado, assim como sua flexibilidade; a rigidez aumentada da camada interna Cl devida ao diâmetro di grande demais podería por outro lado ser prejudicial à própria realização do cabo, por ocasião das operações de fabricação de um cabo.

Os fios das camadas C2 e C3 podem ter um diâmetro idêntico ou diferente de uma camada para a outra. São utilizados de preferência fios de mesmo diâmetro (d2 = d3), notadamente para simplificar o processo de fabricação de um cabo e baixar os custos. O número máximo Nmax de fios enroláveis em uma camada única saturada C3 em tomo da camada C2 é naturalmente função de numerosos parâmetros (diâmetro di da camada interna, número M e diâmetro d2 dos fios da camada C2, diâmetro d3 dos fios da camada C3). A invenção é de preferência executada com um cabo escolhido entre os cabos de estmtura 1+6+10, 1+6+11, 1+6+12, 1+7+11, 1+7+12 ou 1+7+13. A invenção é mais preferencialmente executada, em especial nas carcaças dos pneumáticos para veículos pesados, com cabos de estmtura 1+6+12.

Para um melhor compromisso entre resistência, realização e resistência em flexão do cabo, por um lado, e penetrabilidade pela borracha, por outro lado, é preferido que os diâmetros dos fios das camadas C2 e C3, idênticos ou não, estejam compreendidos entre 0,14 mm e 0,22 mm.

Em um tal caso, tem-se mais preferencialmente as relações seguintes que são verificadas: 0,18 < d, <0,24; 0,16 < d2 < d3 < 0,19; 5 < p2 < p3 < 12 (passos em mm reduzidos) ou então 20 < p2 < p3 < 30 (passos em mm elevados).

De fato, paia as armaduras de carcaça de pneumáticos para veículos pesados, os diâmetros d2 e d3 são preferencial mente escolhidos entre 0,16 e OJ 9 mm: um diâmetro inferior a 0,19 mm permite reduzir o nível das tensões sofridas pelos fios por ocasião das grandes variações de curvatura dos cabos, enquanto que são escolhidos de preferência diâmetros superiores a 0,16 mm por razões nofadamente de resistência dos fios e de custo industrial, Um modo de realização vantajoso consiste, por exemplo, em escolher p2 e p3 compreendidos entre 8 e 12 mm, vantajosamente com cabos de estrutura 1+6+12.

De preferência, a bainha de borracha apresenta uma espessura média que vai de 0,010 mm a 0,040 mm.

De uma maneira geral, a invenção pode ser executada com qualquer tipo de fios metálicos, notadamente feitos de aço, por exemplo, fios feitos de aço-carbono e/ou fios feitos de aço inoxidável. É utilizado de preferência um aço-carbono, mas é natural mente possível utilizar outros aços ou outras ligas, Quando um aço-carbono é utilizado, seu teor em carbono (% em peso do aço) está de preferência compreendido entre 0,1 % e 1,2 %·, mais preferencialmente de 0,4 % a 1,0 %; esses teores representam um bom compromisso entre as propriedades mecânicas exigidas para o pneumático e a realização do fio. Deve ser notado que um teor em carbono compreendido entre 0,5 % e 0,6 % torna tais aços final mente menos custosos, por serem mais fáceis de trefilar, Um outro modo vantajoso de realização da invenção pode consistir também, de acordo com as aplicações visadas, em utilizar aços de baixo teor em carbono, compreendido por exemplo entre 0,2 % e 0,5 %, em razão notadamente de um custo mais baixo e de uma maior facilidade de trefilação.

Quando os cabos da invenção são utilizados para reforçar as carcaças de pneumáticos para veículos industriais, seus fios têm de preferência uma resistência em tração superior a 2000 MPa, mais preferencialmente superior a 3000 MPa. No caso de pneumáticos de dimensões muito grandes, serão escolhidos notadamente fios cuja resistência em tração está compreendida entre 3000 MPa e 4000 MPa. O profissional sabe como fabricar fios de aço-carbono que apresentam uma tal resistência, ajustando para isso notadamente o teor em carbono do aço e as taxas de estiramento final (ε) desses fios. O cabo da invenção podería ser provido de uma guarnição externa, constituída, por exemplo, por um fio unido, metálico ou não, enrolado em hélice em tomo do cabo de acordo com um passo mais curto do que o passo da camada externa, e um sentido de enrolamento oposto ou idêntico àquele dessa camada externa.

No entanto, graças a sua estmtura específica, o cabo da invenção, já auto-guamecido, não necessita geralmente do emprego de um fio de guamecimento externo, o que resolve vantajosamente os problemas de desgaste entre a guarnição e os fios da camada mais externa do cabo.

Entretanto, se um fio de guamecimento é utilizado, no caso geral em que os fios da camada C3 são feitos de aço-carbono, será possível então vantajosamente escolher um fio de guamecimento feito de aço inoxidável a fim de reduzir o desgaste por fretting desses fios feitos de aço- carbono em contato com a guarnição feita de aço inoxidável, como ensinado pelo documento de patente WO-A-98/41682, o fio feito de aço inoxidável podendo ser eventualmente substituído, de maneira equivalente, por um fio compósito do qual somente a película é feita de aço inoxidável e o núcleo feito de aço-carbono, tal como descrito, por exemplo, no documento de patente EP-A-976 541. Também é possível utilizar uma guarnição constituída por um poliéster ou por um poliéster-amída aromática termotrópica, tal como descrita no documento de patente WO-A-03/048447. O cabo de acordo com a invenção poderá ser obtido de acordo com diferentes técnicas conhecidas pelo profissional, por exemplo, em duas etapas, primeiramente por embainha mento via uma cabeça de extrusão da alma ou estrutura intermediária L+M (camadas C1+C2), etapa seguida em um segundo tempo por uma operação final de fabricação de cabo ou retorcí mento dos N fios restantes (camada C3) em torno da camada C2 assim embainhada. O problema de colante no estado cru posto pela bainha feita de borracha, por ocasião das operações intermediárias eventuais de bobinamento e desbobinamento poderá ser resolvido de maneira conhecida pelo profissional, por exemplo, pelo emprego de um filme intercalar feito de material plástico. 11-2. Pneumático da invenção A título de exemplo, a figura 3 representa de maneira esquemática um corte radial de um pneumático para veículos pesados 1 com armadura de carcaça radial que pode ser de acordo ou não com a invenção, nessa representação geral.

Esse pneumático 1 compreende um topo 2, dois flancos 3 e dois frisos 4 nos quais é ancorada uma armadura de carcaça 7. O topo 2, encimado por uma banda de rodagem (para simplificar, não representada na Fig. 3) que é reunida aos ditos frisos 4 pelos dois flancos 3, é de maneira conhecida em si reforçado por uma armadura de topo 6 constituída por exemplo por pelo menos duas lonas cruzadas superpostas, reforçadas por cabos metálicos conhecidos. A armadura de carcaça 7 c aqui ancorada em cada friso 4 por enrolamento em torno de dois cordonéis 5, o reviramento 8 dessa armadura 7 sendo por exemplo disposto na direção do exterior do pneumático 1 que é aqui representado montado em seu aro 9. À armadura de carcaça 7 é constituída por pelo menos uma lona reforçada por cabos ditos “radiais”, quer dizer que esses cabos são dispostos praticamente paralelos uns aos outros e se estendem de um friso ao outro de maneira a formar um ângulo compreendido entre 80° e 90° com o plano circunferencial mediano (plano perpendicular ao eixo de rotação do pneumático que está situado a meia- distância dos dois frisos 4 e passa pelo meio da armadura de topo 6).

Naturalmente, esse pneumático 1 compreende por outro lado de maneira conhecida uma camada de goma ou elastômero interior (comumente chamada de “goma interior”) que define a face radialmente interna do pneumático e que está destinada a proteger a lona de carcaça da difusão de ar que provém do espaço interior ao pneumático. Vantajosamente, ele compreende por outro lado uma camada elastomérica intermediária de reforço que está situada entre a lona de carcaça e a camada interior, destinada a reforçar a camada interior e, em conseqüência disso, a lona de carcaça, e também destinada a deslocalizar parcialmente os esforços sofridos pela armadura de carcaça. O pneumático de acordo com a invenção é caracterizado pelo fato de que sua armadura de carcaça 7 compreende pelo menos uma lona de carcaça cujos cabos radiais são cabos de aço de três camadas de acordo com a invenção.

Nessa lona de carcaça, a densidade dos cabos de acordo com a invenção é de preferência compreendida entre 40 e 100 cabos por dm (decímetro) de lona radial, mais preferencialmente entre 50 e 80 cabos por dm, a distância entre dois cabos radiais adjacentes, de eixo em eixo, sendo assim de preferência compreendida entre 1,0 e 2,5 mm, mais preferencialmente entre 1,25 e 2,0 mm. Os cabos de acordo com a invenção são de preferência dispostos de tal maneira que a largura (anotada “Lc”) da ponte de borracha, entre dois cabos adjacentes, está compreendida entre 0,35 e 1 mm. Essa largura “Lc” representa de maneira conhecida a diferença entre o passo de calandragem (passo de colocação do cabo no tecido de borracha) e o diâmetro do cabo. Abaixo do valor mínimo indicado, a ponte de borracha, estreita demais, apresenta o risco de se degradar mecanicamente por ocasião do trabalho da lona, notadamente no decorrer das deformações sofridas em seu próprio plano de extensão ou cisalhamento. Acima do máximo indicado, fica-se exposto a riscos de aparecimento de defeitos de aspecto nos flancos dos pneumáticos ou de penetração de objetos, por perfuração, entre os cabos.

Mais preferencialmente, por essas mesmas razões, a largura “Lc” é escolhida compreendida entre 0,5 e 0,8 mm.

De preferência, a composição de borracha utilizada para o tecido da lona de carcaça apresenta, no estado vulcanizado (i.e., depois de cozimento), uni módulo secante em extensão M10 que é inferior a 20 MPa, mais preferencial mente inferior a 12 MPa, em especial compreendido entre 5 e 11 MPa. É em um tal domínio de módulos que foi registrado o melhor compromisso de resistência entre os cabos da invenção por um lado, os tecidos reforçados desses cabos por outro lado.

III. EXEMPLOS DE REALIZAÇÃO DA INVENÇÃO III-1. Natureza e propriedades dos fios utilizados Para a realização dos exemplos de cabos de acordo ou não com a invenção, são utilizados fios finos feitos de aço-carbono preparados de acordo com métodos conhecidos, partindo-se de fios comerciais cujo diâmetro inicial é de cerca de 1 mm. O aço utilizado é, por exemplo, um aço-carbono conhecido (norma USA AISI 1069) cujo teor em carbono é de 0,70 %.

Os fios comerciais de partida sofrem primeiro um tratamento conhecido de desengorduramento e/ou decapagem antes de sua utilização ulterior. Nesse estágio, sua resistência à ruptura é igual a cerca de 1150 MPa, seu alongamento na ruptura é de cerca de 10 %. Efetua-se em seguida em cada fio um depósito de cobre, e depois um depósito de zinco, por via eletrolítica na temperatura ambiente, e aquece-se em seguida térmica mente por efeito Joule a 540°C para obter um latão por difusão do cobre e do zinco, a relação ponderai (fase a) / (fase oc + fase β) sendo igual a cerca de 0,85.

Nenhum tratamento térmico é efetuado sobre o fio depois de obtenção do revestimento de latão.

Efetua-se então em cada fio um estiramento dito “final” (i.e. depois do último tratamento térmico), por trefilação a frio em meio úmido com um lubrificante de trefilação que se apresenta sob a forma de uma emulsão na água. Essa trefilação úmida é efetuada de maneira conhecida a fim de obter a taxa de estiramento final (anotada ε) calculada a partir do diâmetro inicial indicado precedentemente para os fios comerciais de partida.

Por definição, a taxa de estiramento anotada ε é dada pela fórmula ε = Ln(Si/Sf), na qual Ln é o logaritmo neperiano, Sj representa a seção inicial do fio antes desse estiramento e Sf a seção final do fio depois desse estiramento.

Agindo-se sobre a taxa de estiramento final, prepara-se assim dois grupos de fios de diâmetros diferentes, um primeiro grupo de fios de diâmetro médio φ igual a cerca de 0,200 mm (ε = 3,2) para os fios de índice 1 (anotados fios Fl) e um segundo grupo de fios de diâmetro médio φ igual a cerca de 0,175 mm (ε = 3,5) para os fios de índice 2 ou 3 (anotados fios F2 ou F3). O revestimento de latão que circunda os fios tem uma espessura muito pequena, nitidamente inferior ao micrometro, por exemplo, da ordem de 0,15 a 0,30 pm, o que é desprezível em relação ao diâmetro dos fios feitos de aço. Naturalmente, a composição do aço do fio em seus diferentes elementos (por exemplo, C, Mn, Si) é a mesma que aquela do aço do fio de partida. É lembrado que por ocasião do processo de fabricação dos fios, o revestimento de latão facilita a trefilação do fio, assim como a colagem do fio com a borracha. Naturalmente, os fios poderíam ser recobertos por uma fina camada metálica diferente de latão, que tem, por exemplo, como função melhorar a resistência à corrosão desses fios e/ou sua adesão à borracha, por exemplo, uma fina camada de Co, Ni, Zn, AI, de uma liga de dois ou mais compostos Cu, Zn, Al, Ni, Co, Sn. III-2. Realização dos cabos A) Cabos C-I e C-II

Os fios precedentes são em seguida reunidos sob a forma de cabos de camadas de estrutura 1+6+12 para o cabo de referência da técnica anterior (Fig. 1) e para o cabo de acordo com a invenção (Fig. 2); os fios F1 são utilizados para formar a camada Cl, os fios F2 e F3 para formar as camadas C2 e C3 desses diferentes cabos.

Cada cabo é nesse exemplo de realização desprovido de guarnição; ele apresenta as características seguintes (‘d’ e ‘p’ em mm): - estrutura 1+6+12; - di = 0,200 (mm); -(d1/d2)= 1,14; - d2 = d2 = 0,175 (mm); - p2 = p3 = 10 (mm).

Os fios F2 e F3 das camadas C2 e C3 são enrolados no mesmo sentido de torção (direção Z). Os dois tipos de cabo (cabo de referência anotado C-I e cabo da invenção anotado C-II) se distinguem, portanto, somente pelo fato de que no cabo C-II da invenção, a alma central constituída pelas camadas Cl e C2 (estrutura 1+6) foi embainhada por uma composição de borracha à base de elastômero diênico não vulcanizado (no estado cm). O cabo C-II de acordo com a invenção foi obtido em várias etapas, primeiro por realização de um cabo intermediário 1+6, e depois por embainhamento via uma cabeça de extrusão desse cabo intermediário, seguido finalmente por uma operação final de fabricação dos 12 fios restantes em tomo da camada C2 assim embainhada. Para evitar o problema de “colante a cru” da bainha de borracha, foi utilizado um filme intercalar feito de material plástico (PET) por ocasião das operações intermediarias de bobinamento e desbobinamento.

Como pode ser visto claramente na Fig. 2, em comparação com a Fig. 1, a camada C3 é afastada da camada C2 graças ao embainhamento dessa última; a camada interna Cl se encontra também embainhada (visto que visivelmente afastada da camada C2), devido somente ao fato da penetração da borracha entre os fios da camada C2. A composição elastomérica que constitui a bainha de borracha tem a mesma formulação, à base de borracha natural e de negro de fumo, que aquela da lona de armadura de carcaça que os cabos estão destinados a reforçar.

B) Cabos C-III e C-IV

Outros cabos foram fabricados para ensaios comparativos suplementares, modificando-se a taxa de carbono (0,58 % no lugar de 0,70 %). Os cabos assim obtidos, de referência e de acordo com a invenção, são anotados respectivamente C-IÍI e C-IV. Em uma variante de realização do cabo C-fV (anotada C-ÍVbis), foi por outro lado gomada a camada Cl (fio central) ela própria antes de gomar a alma constituída pelas camadas C1 e C2, e observado que os dois tipos de cabo (C-IV e C-IVbís) levavam a resultados equivalentes. III-3. Resistência em pneumático Os cabos de três camadas precedentes são em seguida incorporados por calandragem a tecidos compósitos formados por uma composição conhecida à base de borracha natural e de negro de fumo a título de carga reíorçadora, utilizada convencionalmente para a fabricação das lonas de carcaça dos pneumáticos para veículos pesados radiais. Essa composição compreende essencial mente, além do elastômero e da carga reforç adora, um antioxidante, ácido esteárico, um oleo de extensão, naftenato de cobalto como promotor de adesão, final mente um sistema de vulcanização (enxofre, acelerador» ΖπΟ).

Os tecidos compósttos reforçados por esses cabos compreendem uma matriz de borracha formada por duas camadas finas de goma que são superpostas de um lado e de outro dos cabos e que apresentam cada uma delas uma espessura de 0,75 mm. O passo de calandragem (passo de colocação dos cabos no tecido de borracha) é de 1,5 mm para os dois tipos de cabos* A) Ensaio 1 São realizadas duas séries de ensaios de rodagem de pneumáticos para Veículos pesados (anotadas P-I e Ρ-ΪΙ) de dimensão 315/70 R 22.5 XZA, com, em cada série, pneumáticos destinados à rodagem, outros para o descascamento em pneu novo. A armadura de carcaça desses pneumáticos é constituída por uma única lona radial formada pelos tecidos emborrachados descritos acima.

Os pneumáticos P-I são reforçados pelos cabos C-I e constituem os pneus de referência da técnica anterior, enquanto que os pneumáticos P-II são os pneumáticos de acordo com a invenção reforçados pelos cabos C-II. Esses pneumáticos são» portanto, idênticos com exceção dos cabos de camadas que reforçam a armadura de carcaça 7 dos mesmos.

Sua armadura de topo 6, em especial, é de maneira conhecida em si constituída por duas meias lonas de triangulação reforçadas por cabos metálicos inclinados de 65 graus, encimados por duas lonas de trabalho superpostas cruzadas, reforçadas por cabos metálicos inextensíveis inclinados de 26 graus (lona radialmente interna) e 18 graus (lona radialmente externa), essas duas lonas dc trabalho sendo recobertas por uma lona de topo de proteção reforçada por cabos metálicos elásticos (alta elongação) inclinados de 18 graus* Em cada uma dessas lonas de armadura de topo, os cabos metálicos utilizados são cabos convencionais conhecidos, dispostos sensivelmente paralelamente uns em relação aos outros» e todos os ângulos de inclinação indicados são medidos em relação ao plano circunferencial mediano.

Os pneumáticos P-I são pneumáticos comercializados pela Requerente para veículos pesados e constituem, em razão de seus desempenhos reconhecidos, uma referência de qualidade para esse ensaio.

Esses pneumáticos são submetidos a um teste de rodagem severa tal como descrito no parágrafo 1-2, conduzindo o teste até a destruição forçada dos pneumáticos testados. É constatado então que os pneus de referência P-I, nas condições muito severas de rodagem que lhes são impostas, são destruídos no final de uma distância média de 232 000 km, depois de uma ruptura da lona de carcaça (numerosos cabos C-I rompidos na zona baixa do pneumático).

Isso ilustra para o profissional o desempenho já bastante alto dos pneumáticos de referência; uma tal quilometragem percorrida equivale a uma rodagem de modo contínuo próxima de cerca de 8 meses e a perto de 80 milhões de ciclos de fadiga.

Mas, de maneira inesperada, os pneus P-II de acordo com a invenção mostram uma resistência nitidamente superior, com uma distância percorrida média próxima de 400 000 km, ou seja, um ganho de resistência de cerca de 70 %.

Por outro lado, é observado que a destruição dos pneumáticos da invenção se produz não ao nível da armadura de carcaça que continua a resistir, mas na armadura de topo, o que ilustra o excelente desempenho dos cabos de acordo com a invenção.

Depois de rodagem, realiza-se um descascamento quer dizer uma extração dos cabos para fora dos pneumáticos. Os cabos são então submetidos a ensaios de tração, medindo-se para isso a cada vez a força- ruptura inicial (cabo extraído do pneumático novo) e a força-ruptura residual (cabo extraído do pneumático que rodou) de cada tipo de fio, de acordo com a posição do fio no cabo, e para cada um dos cabos testados. Somente os cabos de referência C-I não rompidos durante a rodagem são levados em consideração para esse teste. A degradação média ΔΡηι é dada em % na tabela 1 abaixo; ela é calculada ao mesmo tempo para os fios da camada interna C1 e para os fios das camadas C2 e C3. As degradações AFm globais também são medidas nos próprios cabos.

Com a leitura da tabela l, é constatado que, qualquer que seja a zona do cabo analisada (camada Cl, C2 ou C3), os melhores resultados, de muito longe, são registrados nos cabos C-Π de acordo com a invenção: é observado que quanto mais se penetra no interior do cabo (camadas C3, C2 e depois Cl), maior é a degradação ΔΡηι, aquela do cabo de acordo com a invenção sendo de 4 a 6 vezes menor do que aquela do cabo de referência, de acordo com a camada Cl, C2 ou C3 considerada.

Final mente e sobretudo, o cabo de acordo com a invenção C-1I que portanto resistiu a uma distância dc rodagem muito nitidamente superior, revela um desgaste global (AFm) que é cinco a seis vezes menor do que aquele do cabo de referência (3,5 % no lugar de 19 %).

Correlativamente a esses resultados, um exame visual dos diferentes fios mostra que os fenômenos de desgaste ou fretting (erosão de material nos pontos de contato), que resultam do atrito repetido dos fios entre si, são nitidamente reduzidos nos cabos C-1I em relação aos cabos C-I.

Em resumo, a utilização do cabo C-II de acordo com a invenção permite aumentar de maneira absolutamente sensível a longevidade da carcaça, por outro lado já excelente no pneumático de referência.

Os resultados de resistência descritos acima aparecem por outro lado muito bem correlacionados com a taxa de penetração dos cabos pela borracha» como explicado abaixo.

Os cabos C-I e C-II não fadigados (depois de extração para fora dos pneumáticos novos) foram submetidos ao teste de permeabilidade ao ar descrito no parágrafo I-1, medindo-se para isso o volume de ar (em cm3) que atravessa os cabos em 1 minuto (média de 10 medições), A tabela 2 abaixo apresenta os resultados obtidos, em termo de vazão média de ar (média em 10 medições - em unidades relativas base 100 nos cabos de referência) e de número de medições que correspondem a uma vazão de ar nula. É notado que os cabos C-II da invenção são aqueles que, de muito longe, apresentam a permeabilidade ao ar mais reduzida (vazão média de ar nula ou pralicamente nula) e» em consequência disso, a taxa de penetração pela borracha mais elevada.

Os cabos de acordo com a invenção, tomados impermeáveis pela bainha de borracha que recobre a camada intermediária €2 dos mesmos (e a camada interna Cl), se encontram assim protegidos dos fluxos de oxigênio e de umidade que transitam, por exemplo, a partir dos flancos ou da banda de rodagem dos pneumáticos na direção das zonas de armadura de carcaça, onde os cabos de maneira conhecida são submetidos ao trabalho mecânico mais intenso. B) Ensaio 2 Em um segundo ensaio, foram fabricados novos pneumáticos para veículos pesados dc mesma dimensão (315/70 R 22.5 XZA) que precedentemente, utilizando-se desta vez cabos C-III e C-IV, e depois esses pneumáticos (respectivamente Ρ-ΓΙΙ e P-IV) foram, submetidos ao mesmo teste de resistência que precedente mente.

Os pneumáticos de referência (anotados P-III), sob essas condições de rodagem extremas, percorreram uma distância média de 250 000 km, com no final uma deformação de sua zona de friso devida a um início de ruptura dos cabos de referência (anotados C-III) na dita zona.

Nas mesmas condições, os pneus de acordo com. a invenção (anotados P-IV) revelaram uma resistência nitidamente melhorada, com uma distância percorrida média de 430 000 km, ou seja, um ganho de resistência de cerca de 70 %. Por outro lado, deve ser destacado que a destruição dos pneumáticos da invenção não se produziu ao nível da armadura de reforço da carcaça (que continuava a resistir), mas na armadura de reforço do topo, o que ilustra e confirma o excelente desempenho dos cabos de acordo com a invenção.

Depois de de se a se ame nto, os resultados seguintes foram obtidos: Esses resultados confirmam amplamente os resultados da tabela 2 precedente, indo mesmo além deles, visto que quase não se constata degradação nos cabos C-IV da invenção, compara ti. vamente aos cabos de referência C-III, isso qualquer que seja a camada (Cl, C2 ou C3) considerada.

Em conclusão, como o demonstram os ensaios que precedem, os cabos de acordo com a invenção permitem reduzir de maneira notável os fenômenos de fatigue-fretting-corrosion dos cabos nas armaduras de carcaça dos pneumáticos, em especial dos pneumáticos para veículos pesados, e melhorar assim a longevidade desses pneumáticos.

Finalmente, o que não é a menor das coisas, foi por outro lado constatado que esses cabos de acordo com a invenção, graças à construção especial e provavelmente a uma resistência à flambagem amplamente melhorada dos mesmos, ofereciam às armaduras de carcaça dos pneumáticos uma resistência notavelmente melhorada, de um fator dois a três, em rodagem sob pressão reduzida.

Naturalmente, a invenção não está limitada aos exemplos de realização precedentemente descritos. É assim que, por exemplo, a camada interna Cl dos cabos da invenção podería ser constituída por um fio de seção não circular, por exemplo, deformado plasticamente, notadamente um fio de seção sensivelmente oval ou poligonal, por exemplo triangular, quadrada ou ainda retangular; a camada Cl podería também ser constituída por um fio pré- conformado, de seção circular ou não, por exemplo um fio ondulado, torcido sobre si mesmo, torcido em forma de hélice ou em ziguezague. Em tais casos, é preciso evidentemente compreender que o diâmetro di da camada Cl representa o diâmetro do cilindro de revolução imaginário que circunda o fio central (diâmetro de volume), e não mais o diâmetro (ou qualquer outro corte transversal, se sua seção não é circular) do próprio fio central. O mesmo aconteceria se a camada Cl fosse formada não por um único fio como nos exemplos precedentes, mas de vários fios unidos entre si, por exemplo, por dois fios dispostos paralelamente um ao outro ou então torcidos juntos, em uma direção de torção idêntica ou não àquela da camada intermediária C2.

Por razoes de realização industrial, de custo e de desempenho global, é preferido, no entanto, executar a invenção com um único fio central (camada Cl) linear convencional, de seção circular.

Por outro lado, o fio central sendo menos solicitado por ocasião da operação de fabricação de cabo do que os outros fios, considerando-se sua posição dentro do cabo, não é necessário para esse fio empregar, por exemplo, composições de aço que oferecem uma ductilidade em torção elevada; será possível vantajosamente utilizar qualquer tipo de aço, por exemplo um aço inoxidável.

Além disso, um (pelo menos um) fio linear de uma das duas camadas C2 e/ou C3 podería, ele também, ser substituído por um fio pré- conformado ou deformado, ou mais geralmente por um fio de seção diferente da seção dos outros fios de diâmetro d2 e/ou d3, de maneira, por exemplo, a melhorar ainda mais a penetrabilidade do cabo pela borracha ou qualquer outra matéria, o diâmetro de volume desse fio de substituição podendo ser inferior, igual ou superior ao diâmetro (d2 e/ou d3) dos outros fios constitutivos da camada (C2 e/ou C3) em questão.

Sem que o espírito da invenção seja modificado, a totalidade ou parte dos fios que constituem o cabo de acordo com a invenção podería ser constituída por fios diferentes dos fios feitos de aço, metálicos ou não, notadamente fios feitos de matéria mineral ou orgânica de alta resistência mecânica, por exemplo, monofilamentos feitos de polímeros orgânicos cristais líquidos. A invenção também se refere a qualquer cabo de aço multi- cordões (“multi-strand rope”) cuja estrutura incorpora pelo menos, como cordão elementar, um cabo de três camadas de acordo com a invenção.

Claims (34)

1. Cabo metálico de três camadas de construção L+M+N que compreende uma camada interna Cl de L fios de diâmetro d] com L variando de I a 4, circundada por uma camada intermediaria C2 de M fios de diâmetro d2 enrolados juntos em hélice de acordo com um passo p2 com M que vai de 3 a 12, a dita camada intermediária C2 sendo circundada por uma camada externa €3 de N fios de diâmetro d3 enrolados juntos em hélice de acordo com um passo p3 com. N que vai de 8 a 20, caracterizado pelo fato de que uma bainha constituída por uma composição de borracha reticulãvel ou reticulada à base de pelo menos um elastômero diênico recobre pelo menos a dita camada €2.

2. Cabo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o elastômero diênico da bainha de borracha é escolhido no grupo constituído pelos polibutadienos, pela borracha natural, pelos poliisoprenos de síntese, pelos copolímeros de butadicno, pelos copolímeros de isopreno, c pelas misturas desses elastômeros.

3. Cabo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o elastômero diênico é escolhido no grupo constituído pela borracha natural, pelos poliisoprenos de síntese, e pelas misturas desses elastômeros.

4. Cabo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o elastômero diênico é borracha natural.

5. Cabo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a dita composição de borracha compreende negro dc fumo a título de carga reforçadora.

6. Cabo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a composição de borracha apresenta no estado retículado um módulo secante em extensão inferior a 20 MPa.

7. Cabo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o módulo secante em extensão da composição de borracha é inferior a 12 MPa.

8. Cabo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a dita composição de borracha é utilizável para constituir a matriz de borracha de uma lona de armadura de carcaça de pneumático.

9. Cabo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que sua camada externa C3 é uma camada saturada.

10. Cabo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a dita bainha de borracha recobre a camada Cl além de recobrir a camada C2.

11. Cabo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que a bainha de borracha separa os pares adjacentes de fios da camada intermediária C2 além de recobrir a camada C2.

12. Cabo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que a bainha de borracha recobre a meia circunferência radialmente interior de cada fio da dita camada C3, de tal modo que ela separa os fios dois a dois adjacentes da dita camada C3.

13. Cabo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que a camada intermediária C2 compreende seis ou sete fios (M = 6 ou 7).

14. Cabo, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que ele apresenta as características seguintes (di, d2, d3, p2 e p3 em mm): -(i) 0,10 <di< 0,28; -(ii) 0,10 <d2< 0,25; - (iii) 0,10 < d3 < 0,25; - (iv) M = 6 ou M = 7; - (v) 5 π (di + d2) < p2 < p3 < 5 π (dx + 2d2 + d3); - (vi) os fios das ditas camadas C2, C3 são enrolados no mesmo sentido de torção (S/S ou Z/Z).

15. Cabo, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que ele verifica as relações seguintes: para M = 6: 1,10 < (di/d2) < 1,40; para M = 7: 1,40 < (dxlà2) < 1,70.

16. Cabo, de acordo com as reivindicações 14 ou 15, caracterizado pelo fato de que p2 = p3.

17. Cabo, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que sua camada externa C3 apresenta uma seção transversal circular.

18. Cabo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 17, caracterizado pelo fato de que ele é de construção 1+M+N, a dita camada interna Cl sendo constituída por um único fio.

19. Cabo, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que ele é escolhido no grupo constituído pelos cabos de construção 1+6+10, 1+6+11, 1+6+12, 1+7+11, 1+7+12 e 1+7+13.

20. Cabo, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que ele é de construção 1+6+12.

21. Cabo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 20, caracterizado pelo fato de que ele verifica as relações seguintes: -(i) 0,18 <di< 0,24; -(ii) 0,16 <d2<d3< 0,19; - (iii) 5 < p2 < p3 < 12.

22. Cabo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 21, caracterizado pelo fato de que ele verifica as relações seguintes: -(i) 0,18 <di< 0,24; -(ii) 0,16 <d2<d3< 0,19; - (iii) 20 < p2 < p3 < 30.

23. Cabo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 22, caracterizado pelo fato de que a bainha de borracha apresenta uma espessura média que vai de 0,010 mm a 0,040 mm.

24. Cabo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 23, caracterizado pelo fato de que os fios de cada uma das camadas Cl, C2 e C3 são feitos de aço-carbono.

25. Cabo, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que o teor em carbono do aço está compreendido em um domínio de 0,4 % a 1,0 %.

26. Utilização de um cabo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 25, caracterizada pelo fato de ser empregada como elemento de reforço de artigos feitos de material plástico e/ou de borracha.

27. Utilização de um cabo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 25, caracterizada pelo fato de ser empregada como elemento de reforço de produtos semi-acabados feitos de material plástico e/ou de borracha.

28. Utilização de um cabo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 25, caracterizada pelo fato de ser empregada como elemento de reforço de uma armadura de carcaça de pneumático destinado a um veículo industrial.

29. Produto semi-acabado feito de material plástico e/ou de borracha, caracterizado pelo fato de que ele compreende a título de elemento de reforço um cabo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 25.

30. Tecido compósito utilizável como lona de armadura de carcaça de um pneumático para veículos Pesados, caracterizado pelo fato de que ele compreende uma matriz de borracha reforçada por um cabo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 25.

31. Tecido compósito, de acordo com a reivindicação 30, caracterizado pelo fato de que a dita matriz de borracha apresenta, no estado reticulado, um módulo secante em extensão que é inferior a 20 MPa, de preferência inferior a 12 MPa.

32. Pneumático caracterizado pelo fato de que é reforçado por um cabo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 25 ou que compreende um tecido compósito de acordo com as reivindicações 30 ou 31.

33. Pneumático, de acordo com a reivindicação 32, destinado a um veículo industrial escolhido no grupo constituído pelas caminhonetes, pelos veículos pesados, pelos equipamentos agrícolas ou de engenharia civil, aviões, veículos de transporte ou de manutenção, o dito pneumático compreendendo uma armadura de carcaça que é ancorada em dois frisos e que é encimada radialmente por uma armadura de topo ela própria encimada por uma banda de rodagem que é reunida aos ditos frisos por dois flancos, caracterizado pelo fato de que a dita armadura de carcaça compreende cabos de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 25.

34. Pneumático, de acordo com a reivindicação 33, caracterizado pelo fato de que ele é destinado a um veículo pesado.